10kV带电作业新型绝缘平台的研制

10kV带电作业新型绝缘平台的研制

孙承勇段云波王茂刘斌

（云南电网有限责任公司曲靖供电局云南曲靖655011）

摘要：为解决当前开展10kV带电作业采用绝缘平台易受作业场地与交通条件和承载重量限制等诸多问题，研制了一种杆柱式快速装拆的新型绝缘平台。设计的整套平台，最大重量约400kg，最大高度18m，且可分段构成不同的作业高度；承载荷重不低于200kg；绝缘工作平台可同时容纳2人操作，并可在180度范围内旋转和2m范围内上下调节；整套绝缘平台的固定方式采用绝缘绳固定与绝缘抱杆固定2种方式，可分别适应现场有杆塔支撑或无杆塔支撑的现场情况；独有的底座设计可便于整套平台的快速组立。同时对设计的产品进行了电气与机械测试。现场应用效果表明，研制的新型绝缘平台在用于10kV配电网带电作业时，具有重量轻、装拆快、承载能力大和现场适应好等优点，有效提高了作业效率。

关键词：10kV带电作业；FRP复合材料；杆柱式绝缘平台；快拆快装

0引言

由于带电作业能有效提高10kV配电网供电可靠性而备受重视[1-5]。当前采用绝缘手套法开展10kV带电作业时需要配备必要的绝缘高架车或者脚手架结构的绝缘平台来进行工作[6]。前者易受道路交通和作业场地限制而导致作业无法实施；后者由于需要采用搭积木方式支立和承载重量小使得作业效率低下和使用范围受限[7]。因此，涉及绝缘平台的作业项目在城郊和乡村等条件有限的地方开展较少，一定程度上严重制约了当地经济社会发展。研制一种对作业环境条件适应性好、承载荷重大且易于快拆快装的新型绝缘平台，对于促进带电作业技术发展和提高供电可靠性有重要意义。本文介绍了新型绝缘平台的结构原理，功能设计，并对平台进行了电气与机械试验，简要说明了现场应用效果。

1结构与原理

平台结构如图1所示，实物如图2所示。整套平台采用FRP复合绝缘材料制成。主要由等截面立柱、作业平台、拉线系统和底座四部分组成。其中，等截面立柱由四段构成，最大高度为18m，可根据现场高度选择段数以适应不同作业项目的作业环境；作业平台供作业人员操作使用，具有上下调节和旋转功能；拉线由上下2层的人字拉组成，限制侧向失稳；底座可根据作业场地设置，对整套平台起稳固和支撑作用。工作时，首先根据作业项目现场环境和作业所需高度在地面组装立柱和拉线，并将立柱底部装入底座；然后采用绞磨等提拉机械将整套平台拉起，稳固好上下层拉线后，作业人员沿平台攀爬至顶部作业位置，在地面人员配合下，采用滑车和吊绳将绝缘平台吊到适当位置安装固定

图1平台总体结构图2平台实物

2整套平台的设计

根据国家典型10kV配电网杆塔设计[8]，按照可适用于60%以上杆塔高度的原则确定平台的最大高度为18m；结合现场使用平台时可能承担的重量，考虑使用荷载不低于200kg，最大荷载可为1500kg；使用的气象条件设计为：风速V=30米/秒，安全系数k=1.5，满足d级污区和高海拔区域的应用要求。

2.1主体设计

整套平台主体设计采用杆柱分段式结构,由4米、3米、2米、1米的4种高度的杆段组成，可以任意组合主杆的高度，整套绝缘平台极限高度为18m。各杆段之间通过分体法兰连接，以达到方便快速组立。其中分体法兰采用高强尼龙材料一次成型，具有重量轻，强度高，通用性强，加工成本低和周期小等优点。分体法兰实物如图3所示，杆段之间的连接结构如图4所示。

图3分体法兰图4杆段连接结构

杆柱段由主材和辅材构成，截面为矩形的杆状结构，辅材在两个相互平行的主材之间倾斜设置。带有矩形断面的结构形式符合杆塔结构的一般原则，并且容易降低复合材料结点处理和杆段连接难度，实现模块化工艺。模块化工艺是指杆段加工成型过程如浇注为一体的工艺，工艺成型后，在受力状态下，无论拉、压、弯等变形，所有间隙都不易产生装配误差集中，从而使整个杆段的承载能力大大提高，且工艺采用矩形断面和直角型材后完全可以实现上述要求。在角钢式结构的连接方式上，将主材和辅材的搭接面以螺栓连接，单根主材与辅材为三角材，实物如图5所示。整套平台的主杆柱的材质为纤维增强复合材料，主要性能指标如表1所示，总重约0.4吨，是铁制重量的1/3，比相同高度的铝合金杆轻约26%，由于质量较轻，便于现场搬运和快拆快装，高效安全。

图5环氧三角材

2.2作业平台设计

如图6所示，其为与整套绝缘平台的顶端第一段相连接的作业平台，可承重2人及作业工具大于200kg，高度可在2米范围内上下调节，可旋转180度，以满足操作人员对位置的不同需要，现场的适应性较好。操作时，人员可以跨骑在旋转平台上的矩形框架上工作，减轻了作业强度，安全带可栓结在矩形框架上，防止人员高空坠落。

图6旋转作业平台

2.3平台底座设计

底座用于支撑整套平台的重量，并与拉线系统配合，稳固整套平台，结构设计如图6所示，可以与主体杆段的每段杆段连接，组成任意高度，地盘上设置安装撑杆的安装孔，在地面情况不能打钢钎时，可以利用安装孔和撑杆把底盘与水泥杆和铁塔固定起来，防止底盘组立时移动。底座上设计一根可转动的穿销螺钉，组立整套平台时，处于地面的平台以此螺钉为支点由水平位置转向竖直位置，有效降低了整套平台的整体起立难度，减少了作业工具数量，提高了安装速度。

图7底座连接

2.4主体上固定抱杆设计

在平台主体杆段主要位置设有2组绝缘抱杆，以杆塔为依托，其将平台整体固定在杆塔上，此时，整套平台不需要使用固定拉线即可固定，有效增加了现场的快速安装能力。与杆塔连接的部件采用链条式的锁扣方式，可以在锥形电杆的任意部位安装，克服了电杆外径不一的缺陷。

3测试和现场应用效果

为检验所研制的新型工作平台的载荷能力，采用配重的方式进行试验，试验布置如图8。

图8荷载配重试验

根据试验抗弯加载1吨，平台各加载200kg,考虑2.5倍的安全系数。

云南电网有限责任公司曲靖供电局成功的在10kV线路上采用10kV带电作业新型绝缘平台进行了带电作业，应用结果表明本方法与工具达到了预期目标，顺利完成了带电作业任务。现场使用如图9。

图9现场作业

4结论

研制的10kV新型绝缘平台主要技术参数与功能有：整套平台工作状态总重量约400kg,最大高度为18m，可分段构成不同的作业高度；承载荷重大于200kg，最大可为1500kg；可在180度范围内旋转以适应不同的作业位置的绝缘平台可上下调节高度为2m，配合整套平台的主杆段高度调节，对作业现场的适应性较好。为保护作业人员安全和减轻劳动强度，其上设有矩形框架；整套绝缘平台的固定方式采用绝缘拉绳固定与绝缘抱杆式固定方式，分别适应现场有杆塔支撑或无杆塔支撑的现场情况。独有的底座设计可便于整套平台的快速组立。

电气与机械测试以及现场应用效果表明，研制的新型绝缘平台在用于10kV配电网带电作业时，具有快拆快装、承载能力大和现场适应能力强以及作业效率高等优点，值得推广运用。

参考文献：

[1]吴治昊.城网带电作业对提高供电可靠率作用分析[J].华中电力，2000，6.

[2]谭学知.配电带电作业提高供电可靠性分析[J].中国高新技术企业，2012，4.

[3]常菊文.开展带电作业提高供电可靠性[J].上海电力，2000，4.

[4]张丽英.大力推广应用带电作业技术保障电网安全可靠供电[J].电力标准化与计量，2004，4.

[5]南方电网公司配电线路带电作业管理标准[S]，2010.

[6]河南省电力公司配电带电作业培训基地组编.配电线路带电作业知识读本[M].北京：中国电力出版社，2012，10.

[7]孙承勇、杨福奖、段云波等.带电作业用杆柱式绝缘平台[P].中国专利：ZL201711059740.2，2017-11-01

[8]孙承勇、杨福奖、段云波等.带电作业用杆柱式绝缘平台.实用新型专利：ZL201721438278.2，2017-11-01

[9]孙承勇、杨福奖、段云波等.带电作业用分段支撑式杆柱绝缘平台[P].中国专利：ZL201711059740.2，2017-11-01

[10]孙承勇、杨福奖、段云波等.带电作业用分段支撑式杆柱绝缘平台.实用新型专利：ZL201721438278.2，2017-11-01

[11]谭金超，谭学知，谢晓丹等.10kV配电工程设计手册[M].北京：中国电力出版社，2004.

作者简介：

孙承勇(1968)，男，大专，高级技师，从事高压输电线路带电检修。

段云波(1978)，男，大专，技师，从事高压输电线路带电检修。

王茂(1981)，男，本科，高级工，从事高压输电线路带电检修。

刘斌(1976)，男，大专，技师，从事高压输电线路带电检修。